Иммунная система человека – это поистине мощный и сложный набор множества различных элементов и структур, благодаря которому наш организм способен эффективно подавлять угрозу как со стороны чужеродных агентов, таких как вирусы, грибы, токсины и бактерий, так и со стороны трансформированных собственных клеток организма, которые представляют опасность для организма. Эта система является достаточно точной и эффективной, однако даже такая система иногда не способна справиться с возникающей угрозой, в частности – с раковыми клетками. В течение продолжительного времени считалось, что нечувствительность иммунной системы к опухолевым клеткам обусловлена их высокой схожестью с нормальными клетками, что подтверждалось эффективностью иммунной системы в борьбе с опухолями вирусной природы. Однако, в итоге оказалось, что это далеко не единственная причина. Взаимодействие иммунной системы и раковых клеток имеет намного более разносторонний и развитый характер, так как такие клетки могут не только лишь «спрятаться» от действия иммунной системы, но также и в какой-то мере ее довольно активно подавлять, программировать систему для своих же нужд.
Развитие процесса, в ходе которого иммунная система более не в силах справляться с раковыми клетками включает в себя три основных этапа. В ходе процесса перевес сил изначально у иммунной системы, однако чем дальше стадия, тем более этот перевес переходит на сторону раковых клеток.
Первая стадия известна как процесс устранения, когда под действием каких либо факторов (канцерогены, мутации, вирусы и т.д.) клетка в организме подвергается трансформации и приобретает способность к неограниченному делению, а также начинают игнорировать сигналы организма. В этот момент клетка начинает синтез характерных опухолевых антигенов.
Антиген – это вещество любого происхождения, которое рассматривается иммунной системой как чужеродное или опасное, вследствие чего организм начинает иммунный ответ.
Данные антигены хорошо различимы иммунной системой, в особенности для Т-клеток и макрофагов. Большинство клеток, которые подверглись трансформации, эффективно уничтожаются на этой стадии под действием иммунной системы. Однако в редких случаях некоторые трансформированные клетки вырабатывают небольшие количества характерных опухолевых антигенов, в результате чего такие клетки намного лучше переживают иммунный ответ, после чего наступает вторая стадия.
Вторая стадия, известная как стадия равновесия, характеризуется активным подавлением роста опухоли, однако ее полное уничтожение иммунная система произвести уже не может. Такие очень небольшие опухолевые очаги сохраняются в организме длительное время в состоянии равновесия, но при этом «они не теряют времени». В состоянии постоянного давления со стороны иммунной системы, трансформированные клетки вырабатывают все более мощные механизмы противодействия иммунной системе, происходит своего рода отбор наиболее эффективных и устойчивых раковых клеток. Апогеем этой стадии становится появление клеток-иммуносупрессоров, которые способны подавлять иммунный ответ. Когда это событие произошло, наступает третья стадия процесса.
На третьей стадии, известной как стадия избегания, опухоль уже слишком малочувствительна по отношению к действию иммунного ответа. Кроме этого, на этой стадии наблюдается перепрограммирование иммунных клеток, которые начинают работать на благо самой опухоли.
Одним из более наглядных примеров является перепрограммирование макрофагов.
Макрофаги – это клетки иммунной системы, которые способны захватывать и впоследствии переваривать чужеродные агенты (бактерии, токсичные частицы, грибы и т.д.), а также погибшие и трансформированные клетки организма.
Макрофаги М1 – это клетки, которые отвечают за уничтожение чужеродного агента. Макрофаги способны это осуществлять как сами – путем захвата и переваривания, так и с помощью подачи сигналов другим участникам иммунного ответа (напр., Т-киллерам).
Макрофаги М2 – это клетки, которые ускоряют регенерацию и обеспечивают скорейшее заживление поврежденных участков, выделяя различные стимулирующие вещества.
М1-макрофаги способны тормозить рост опухолей, а также вызывать полную ее ремиссию (полное удаление), а М2-макрофаги, выделяя факторы роста, способны ускорять развитие опухоли. Как было выяснено, опухолевые клетки выделяют вещества, благодаря которым М1-макрофаги превращаются в М2-макрофагов. Благодаря этим веществам, М1-макрофаги теряют способность к синтезу различных вредных для опухоли веществ (фактора некроза опухолей, интерлейкинов-12 и т.п.), но приобретают способность синтезировать факторы роста, вследствие чего раковые клетки растут с большей скоростью. В результате таких изменений иммунный ответ становиться наименее эффективным, ведь те, кто совсем недавно подавляли рост раковой опухоли, становятся на ее сторону, ускоряя ее рост, развитие, а также метастазирование (образование вторичных очагов в организме).
Нейтрофилы также, пытаясь убить раковые клетки, часто становятся их помощниками.
Нейтрофилы – это клетки иммунной системы, которые, как и макрофаги, способны поглощать чужеродные частицы, однако небольших размеров, так как они представляют собой микрофагов, кроме этого они способны выделять различные бактерицидные и противовирусные вещества, а также переносить иммуноглобулины к месту поражения.
У нейтрофилов есть особый механизм борьбы с чужеродными агентами, когда нейтрофил выбрасывает сетью нити своей ДНК, которая связана с различными противопатогенными веществами, «запутывая» бактерии и другие патогены в ней, а после уничтожая их. Исследования показали, что при выбрасывании этой сети на раковые клетки, особые поверхностные белки опухоли связываются с ней, в результате чего развивается целый каскад реакций, после которого наблюдается увеличение количества раковых клеток и более эффективное их распространение. Поэтому, как и в прошлом примере, иммунные реакции используются раковыми клетками в своих целях.
Также раковыми клетками выделяет множество различных иммуносупрессоров, благодаря которым результативность иммунного ответа снижается. Например, супрессоры цитокиновой сигнализации особенно сильно способны «прятать» опухоли от иммунитета. В экспериментах, когда гены этого супрессора отключали, клетки иммунитета эффективно обнаруживали, а впоследствии и удаляли клетки рака кожи и тимуса (орган, в котором происходит созревание и развитие иммунных Т-клеток).
Нобелевская премия за 2018 год в области медицины, полученная Джеймсом Эллисоном из США и Тасуку Хондзё из Японии, как раз связана со сложность обнаружения раковых клеток иммунной системой в организме. Работая по отдельности, ученые выявили механизмы, из-за которых определенные клетки иммунной системы не функционируют. Выработка раковыми клетками особого белка ведет к тому, что Т-киллеры, по сути, становятся «заблокированными».
Т-киллеры – это клетки, главной функцией которых является ликвидация поврежденных и трансформированных клеток собственного организма.
В результате трудов обоих ученых появилась методика снимать эту самую «блокировку» с Т-киллеров, в результате чего они вновь начинают активную борьбу с опухолевыми клетками. На основании этого были разработано множество препаратов, которые активно применяются в медицинской практике при онкологических заболеваниях.
Изучения подобных механизмов, из-за которых рак скрывается и настраивает иммунные реакции себе на пользу, позволяет разрабатывать все новые и новые методики, благодаря которым появляется возможность корректирования иммунного ответа и его более эффективная «настройка» на борьбу с опухолями руками человека.
А каково ваше мнение по этому поводу? Оставляйте ваши мысли в комментариях!
А чтобы получать больше интересных статей ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на канал. И помните, что ваши лайки - лучшая мотивация!